01. Introductie van cellulose
Cellulose is een macromoleculaire polysacharide bestaande uit glucose. Het is onoplosbaar in water en algemene organische oplosmiddelen. Het is het hoofdbestanddeel van de celwand van planten en tevens de meest voorkomende en meest voorkomende polysacharide in de natuur.
Cellulose is de meest voorkomende hernieuwbare grondstof op aarde en tevens het natuurlijke polymeer met de grootste accumulatie. Het heeft als voordelen dat het hernieuwbaar, volledig biologisch afbreekbaar en biocompatibel is.
02. Redenen voor het modificeren van cellulose
Cellulosemacromoleculen bevatten een groot aantal -OH-groepen. Door het effect van waterstofbruggen is de kracht tussen macromoleculen relatief groot, wat zal leiden tot een grote smeltenthalpie △H; aan de andere kant zijn er ringen in cellulosemacromoleculen. Net als de structuur, is de stijfheid van de moleculaire keten groter, wat zal leiden tot een kleinere smeltentropieverandering ΔS. Deze twee redenen zorgen ervoor dat de temperatuur van gesmolten cellulose (= △H / △S) hoger zal worden en de ontledingstemperatuur van cellulose relatief laag is. Daarom zullen er vezels verschijnen wanneer de cellulose tot een bepaalde temperatuur wordt verhit Het fenomeen dat de cellulose is ontbonden voordat het begint te smelten, daarom kan de verwerking van cellulosematerialen niet de methode van eerst smelten en vervolgens vormen aannemen.
03. Betekenis van cellulosemodificatie
Met de geleidelijke uitputting van fossiele grondstoffen en de steeds ernstiger wordende milieuproblemen die worden veroorzaakt door textielafval van chemische vezels, is de ontwikkeling en het gebruik van natuurlijke, hernieuwbare vezelmaterialen een van de belangrijkste aandachtspunten geworden. Cellulose is de meest voorkomende hernieuwbare natuurlijke hulpbron in de natuur. Het heeft uitstekende eigenschappen zoals een goede hygroscopiciteit, antistatisch vermogen, een hoge luchtdoorlaatbaarheid, goede verfbaarheid, draagcomfort, eenvoudige textielverwerking en biologische afbreekbaarheid. Het heeft eigenschappen die onvergelijkbaar zijn met die van chemische vezels.
Cellulosemoleculen bevatten een groot aantal hydroxylgroepen, die gemakkelijk intramoleculaire en intermoleculaire waterstofbruggen vormen en bij hoge temperaturen ontbinden zonder te smelten. Cellulose heeft echter een goede reactiviteit en de waterstofbrug kan worden vernietigd door chemische modificatie of een entingsreactie, wat het smeltpunt effectief kan verlagen. Als een verscheidenheid aan industriële producten wordt het veel gebruikt in textiel, membraanscheiding, kunststoffen, tabak en coatings.
04. Cellulose-etherificatiemodificatie
Cellulose-ether is een soort cellulosederivaat dat wordt verkregen door verethering van cellulose. Het wordt veel gebruikt vanwege zijn uitstekende eigenschappen op het gebied van verdikking, emulgering, suspensie, filmvorming, beschermende colloïde, vochtretentie en hechting. Het wordt gebruikt in de voeding, geneeskunde, papierproductie, verf, bouwmaterialen, enz.
Verethering van cellulose is een reeks derivaten die ontstaat door de reactie van hydroxylgroepen op de celluloseketen met alkyleringsmiddelen onder alkalische omstandigheden. Het verbruik van hydroxylgroepen vermindert het aantal intermoleculaire waterstofbruggen en vermindert zo de intermoleculaire krachten. Dit verbetert de thermische stabiliteit van cellulose, verbetert de verwerkingsprestaties van materialen en verlaagt tegelijkertijd het smeltpunt van cellulose.
Voorbeelden van effecten van veretheringsmodificatie op andere functies van cellulose:
Met geraffineerd katoen als basisgrondstof gebruikten de onderzoekers een eenstapsveretheringsproces om carboxymethylhydroxypropylcellulosecomplexether te bereiden met een uniforme reactie, hoge viscositeit, goede zuurbestendigheid en zoutbestendigheid door middel van alkalisatie- en veretheringsreacties. Met behulp van een eenstapsveretheringsproces heeft de geproduceerde carboxymethylhydroxypropylcellulose een goede zoutbestendigheid, zuurbestendigheid en oplosbaarheid. Door de relatieve hoeveelheden propyleenoxide en chloorazijnzuur te veranderen, kunnen producten met verschillende carboxymethyl- en hydroxypropylgehaltes worden bereid. De testresultaten tonen aan dat de met een eenstapsmethode geproduceerde carboxymethylhydroxypropylcellulose een korte productiecyclus heeft, een laag oplosmiddelverbruik en een uitstekende bestendigheid tegen monovalente en divalente zouten en een goede zuurbestendigheid.
05. Vooruitzichten voor modificatie van cellulose-etherificatie
Cellulose is een belangrijke chemische grondstof die rijk is aan grondstoffen, groen, milieuvriendelijk en hernieuwbaar is. De derivaten van cellulose-etherificatiemodificatie presteren uitstekend, hebben een breed scala aan toepassingen en uitstekende gebruikseffecten en voldoen grotendeels aan de behoeften van de nationale economie. En ook aan de behoeften van de maatschappelijke ontwikkeling, met de voortdurende technologische vooruitgang en de realisatie van commercialisering in de toekomst, zullen synthetische grondstoffen en synthetische methoden voor cellulosederivaten, indien deze verder geïndustrialiseerd worden, vollediger benut worden en een breder scala aan toepassingen mogelijk maken. Waarde
Plaatsingstijd: 20-02-2023