O éter de celulose (CE) é uma classe de derivados obtidos pela celulose modificada quimicamente. A celulose é o principal componente das paredes celulares vegetais e os éteres de celulose são uma série de polímeros gerados pela eterificação de alguns grupos hidroxila (–OH) na celulose. Eles são amplamente utilizados em muitos campos, como materiais de construção, medicina, alimentos, cosméticos etc., e são amplamente utilizados em várias indústrias devido às suas propriedades físicas e químicas únicas e versatilidade.
1. Classificação de éteres de celulose
Os éteres de celulose podem ser divididos em diferentes tipos de acordo com os tipos de substituintes na estrutura química. A classificação mais comum é baseada na diferença de substituintes. Os éteres comuns de celulose são os seguintes:
Metil celulose (MC)
A metil celulose é gerada substituindo a parte hidroxil da molécula de celulose por metil (–CH₃). Possui boas propriedades de espessamento, formação de filmes e ligação e é comumente usado em materiais de construção, revestimentos, produtos farmacêuticos e indústrias de alimentos.
Hidroxipropil metilcelulose (HPMC)
A hidroxipropil metilcelulose é um éter de celulose comum, que é amplamente utilizado em materiais de construção, medicina, produtos químicos diários e campos de alimentos devido à sua melhor solubilidade em água e estabilidade química. O HPMC é um éter de celulose não iônica, com as propriedades da retenção de água, espessamento e estabilidade.
Carboximetilulululose (CMC)
A carboximetillelulose é um éter aniônico de celulose gerado pela introdução de grupos carboximetil (–CH₂cooh) em moléculas de celulose. O CMC possui excelente solubilidade em água e é frequentemente usado como espessante, estabilizador e agente de suspensão. Ele desempenha um papel importante na comida, medicina e cosméticos.
Etil celulose (CE)
A etil celulose é obtida substituindo o grupo hidroxila na celulose por etila (–CH₂CH₃). Possui boa hidrofobicidade e é frequentemente usado como agente de revestimento de filme e material de liberação controlado na indústria farmacêutica.
2. Propriedades físicas e químicas dos éteres de celulose
As propriedades físicas e químicas dos éteres de celulose estão intimamente relacionadas a fatores como o tipo de éter de celulose, o tipo de substituinte e o grau de substituição. Suas principais propriedades incluem o seguinte:
Solubilidade e solubilidade d'água
A maioria dos éteres de celulose possui boa solubilidade em água e pode ser dissolvida em água fria ou quente para formar uma solução coloidal transparente. Por exemplo, HPMC, CMC, etc. podem ser rapidamente dissolvidos em água para formar uma solução de alta viscosidade, que é amplamente utilizada em cenários de aplicação com requisitos funcionais, como espessamento, suspensão e formação de filme.
Propriedades espessantes e de formação de filmes
Os éteres de celulose têm excelentes propriedades de espessamento e podem efetivamente aumentar a viscosidade de soluções aquosas. Por exemplo, a adição de HPMC aos materiais de construção pode melhorar a plasticidade e a trabalhabilidade da argamassa e aumentar as propriedades anti-saguing. Ao mesmo tempo, os éteres de celulose têm boas propriedades de formação de filmes e podem formar um filme de proteção uniforme na superfície dos objetos, para que sejam amplamente utilizados em revestimentos e revestimentos de medicamentos.
Retenção de água e estabilidade
Os éteres de celulose também têm boa capacidade de retenção de água, especialmente no campo dos materiais de construção. Os éteres de celulose são frequentemente usados para melhorar a retenção de água da argamassa de cimento, reduzir a ocorrência de rachaduras na argamassa e prolongar a vida útil da argamassa. No campo de alimentos, o CMC também é usado como umectante para adiar a secagem de alimentos.
Estabilidade química
Os éteres de celulose mostram boa estabilidade química em soluções de ácido, álcalis e eletrólitos e podem manter sua estrutura e função em uma variedade de ambientes químicos complexos. Isso permite que eles sejam usados em uma variedade de indústrias sem interferência de outros produtos químicos.
3. Processo de produção de éter de celulose
A produção de éter de celulose é preparada principalmente por reação de etherificação da celulose natural. As etapas básicas do processo incluem tratamento de alcalização da celulose, reação de etherificação, purificação, etc.
Tratamento de alcalização
Primeiro, a celulose natural (como algodão, madeira, etc.) é alcalizada para converter a parte hidroxil da celulose em sais altamente ativos de álcool.
Reação de etherificação
A celulose após a alcalização reage com um agente etherificador (como cloreto de metila, óxido de propileno, etc.) para gerar éter de celulose. Dependendo das condições de reação, diferentes tipos de éteres de celulose podem ser obtidos.
Purificação e secagem
O éter de celulose gerado pela reação é purificado, lavado e seco para obter um produto em pó ou granular. A pureza e as propriedades físicas do produto final podem ser controladas pela tecnologia de processamento subsequente.
4. Campos de aplicação de éter de celulose
Devido às propriedades físicas e químicas únicas dos éteres de celulose, eles são amplamente utilizados em muitas indústrias. Os principais campos de aplicação são os seguintes:
Materiais de construção
No campo dos materiais de construção, os éteres de celulose são usados principalmente como espessantes e agentes de retenção de água para argamassa de cimento e produtos à base de gesso. Os éteres de celulose, como HPMC e MC, podem melhorar o desempenho da construção da argamassa, reduzir a perda de água e, assim, aumentar a adesão e a resistência a trincas.
Medicamento
Na indústria farmacêutica, os éteres de celulose são amplamente utilizados como agentes de revestimento para medicamentos, adesivos para comprimidos e materiais de liberação controlada. Por exemplo, o HPMC é frequentemente usado para preparar revestimentos de filmes de drogas e tem um bom efeito de liberação controlada.
Comida
O CMC é frequentemente usado como espessante, emulsificante e estabilizador na indústria de alimentos. É amplamente utilizado em bebidas, laticínios e assados e pode melhorar o sabor e as propriedades hidratantes dos alimentos.
Cosméticos e produtos químicos diários
Os éteres de celulose são usados como espessantes e emulsificantes e estabilizadores em cosméticos e produtos químicos diários, o que pode fornecer boa consistência e textura. Por exemplo, o HPMC é frequentemente usado em produtos como creme dental e shampoo para dar a eles uma sensação viscosa e um efeito de suspensão estável.
Revestimentos
Na indústria de revestimentos, os éteres de celulose são usados como espessantes, formadores de filmes e agentes de suspensão, o que pode melhorar o desempenho da construção dos revestimentos, melhorar o nivelamento e fornecer boa qualidade de filme.
5. Desenvolvimento futuro de éteres de celulose
Com a crescente demanda por proteção ambiental, o éter de celulose, como derivado de recursos renováveis naturais, possui amplas perspectivas de desenvolvimento. Sua biodegradabilidade, renovabilidade e versatilidade fazem com que seja esperado mais amplamente utilizado nos campos de materiais verdes, materiais degradáveis e materiais inteligentes no futuro. Além disso, o éter de celulose também possui um potencial adicional de pesquisa e desenvolvimento em campos de alto valor agregado, como engenharia biomédica e materiais avançados.
Como um produto químico importante, o éter de celulose possui uma ampla gama de valor de aplicação. Com seu excelente espessamento, retenção de água, formação de filmes e boa estabilidade química, ele desempenha um papel insubstituível em muitos campos, como construção, medicina e comida. No futuro, com o avanço contínuo da tecnologia e a promoção de conceitos de proteção ambiental, as perspectivas de aplicação do éter de celulose serão mais amplas e farão maiores contribuições para promover o desenvolvimento sustentável de várias indústrias.
Tempo de postagem: 24 de setembro-2024