Eterul de celuloză (CE) este o clasă de derivați obținuți prin modificarea chimică a celulozei. Celuloza este componenta principală a pereților celulelor vegetale, iar eterii celulozei sunt o serie de polimeri generați de eterificarea unor grupuri hidroxil (–OH) în celuloză. Sunt utilizate pe scară largă în multe domenii, cum ar fi materiale de construcție, medicamente, alimente, produse cosmetice etc., și sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii, datorită proprietăților lor fizice și chimice unice și versatilității lor.
1.. Clasificarea eterilor celulozei
Eterii celulozei pot fi împărțite în diferite tipuri în funcție de tipurile de substituenți din structura chimică. Cea mai frecventă clasificare se bazează pe diferența de substituenți. Eterii comuni de celuloză sunt următoarele:
Metil celuloză (MC)
Metilululoza este generată prin înlocuirea părții hidroxil a moleculei de celuloză cu metil (–Ch₃). Are proprietăți bune de îngroșare, formare de film și legare și este utilizat în mod obișnuit în materiale de construcție, acoperiri, produse farmaceutice și industrii alimentare.
Hidroxipropil metilceluloză (HPMC)
Hidroxipropil metilceluloza este un eter comun de celuloză, care este utilizat pe scară largă în materiale de construcție, medicamente, substanțe chimice zilnice și câmpuri alimentare, datorită solubilității sale mai bune în apă și stabilității chimice. HPMC este un eter de celuloză neionic cu proprietățile retenției de apă, îngroșarea și stabilitatea.
Carboximetil celuloză (CMC)
Carboximetil celuloza este un eter anionic de celuloză generat prin introducerea grupărilor de carboximetil (–CH₂COOH) în molecule de celuloză. CMC are o solubilitate excelentă în apă și este adesea utilizat ca agent de îngroșare, stabilizator și suspendare. Acesta joacă un rol important în alimente, medicamente și produse cosmetice.
Celuloză de etil (CE)
Celuloza etilică este obținută prin înlocuirea grupului hidroxil în celuloză cu etil (–ch₂ch₃). Are o hidrofobicitate bună și este adesea folosită ca agent de acoperire a filmului și material de eliberare controlată în industria farmaceutică.
2. Proprietățile fizice și chimice ale eterilor celulozei
Proprietățile fizice și chimice ale eterilor celulozei sunt strâns legate de factori precum tipul de eter de celuloză, tipul de substituent și gradul de substituție. Principalele sale proprietăți includ următoarele:
Solubilitatea și solubilitatea apei
Majoritatea eterilor de celuloză au o solubilitate bună a apei și pot fi dizolvate în apă rece sau caldă pentru a forma o soluție coloidală transparentă. De exemplu, HPMC, CMC, etc. pot fi dizolvate rapid în apă pentru a forma o soluție de vâscozitate ridicată, care este utilizată pe scară largă în scenarii de aplicare cu cerințe funcționale, cum ar fi îngroșarea, suspensia și formarea de film.
Proprietăți de îngroșare și formare de film
Eterii celulozei au proprietăți de îngroșare excelente și pot crește eficient vâscozitatea soluțiilor apoase. De exemplu, adăugarea HPMC la materialele de construcție poate îmbunătăți plasticitatea și funcționarea mortarului și poate îmbunătăți proprietățile anti-sigging. În același timp, eterii celulozei au proprietăți bune de formare a filmului și pot forma un film de protecție uniform pe suprafața obiectelor, astfel încât acestea sunt utilizate pe scară largă în acoperiri și acoperiri de droguri.
Retenția și stabilitatea apei
Eterii celulozei au, de asemenea, o capacitate bună de retenție a apei, în special în domeniul materialelor de construcție. Eterii celulozei sunt adesea utilizate pentru a îmbunătăți retenția de apă a mortarului de ciment, pentru a reduce apariția fisurilor de contracție a mortarului și pentru a extinde durata de viață a mortarului. În câmpul alimentar, CMC este, de asemenea, utilizat ca un umectant pentru a întârzia uscarea alimentelor.
Stabilitatea chimică
Eterii celulozei prezintă o bună stabilitate chimică în soluții de acid, alcalin și electrolit și își pot menține structura și funcția într -o varietate de medii chimice complexe. Acest lucru le permite să fie utilizate într -o varietate de industrii, fără interferențe din alte substanțe chimice.
3. Procesul de producție al eterului de celuloză
Producția de eter de celuloză este preparată în principal prin reacția de eterificare a celulozei naturale. Etapele de bază ale procesului includ tratamentul alcalat al celulozei, reacției de eterificare, purificării etc.
Tratament de alcalizare
În primul rând, celuloza naturală (cum ar fi bumbacul, lemnul etc.) este alcalată pentru a transforma partea hidroxil în celuloză în săruri de alcool extrem de active.
Reacție de eterificare
Celuloza după alcalinizare reacționează cu un agent eterifiant (cum ar fi clorura de metil, oxidul de propilen etc.) pentru a genera eter de celuloză. În funcție de condițiile de reacție, se pot obține diferite tipuri de eteri de celuloză.
Purificare și uscare
Eterul de celuloză generat de reacție este purificat, spălat și uscat pentru a obține un produs pulbere sau granular. Puritatea și proprietățile fizice ale produsului final pot fi controlate prin tehnologia ulterioară de procesare.
4. Câmpuri de aplicare ale eterului de celuloză
Datorită proprietăților fizice și chimice unice ale eterilor celulozei, acestea sunt utilizate pe scară largă în multe industrii. Principalele câmpuri de aplicații sunt următoarele:
Materiale de construcție
În domeniul materialelor de construcție, eterii celulozei sunt utilizate în principal ca îngroșători și agenți de reținere a apei pentru mortarul de ciment și produsele pe bază de gips. Eterii celulozei, cum ar fi HPMC și MC, pot îmbunătăți performanța de construcție a mortarului, pot reduce pierderea de apă și, astfel, să îmbunătățească adeziunea și rezistența la fisuri.
Medicament
În industria farmaceutică, eterii celulozei sunt utilizate pe scară largă ca agenți de acoperire pentru medicamente, adezivi pentru tablete și materiale cu eliberare controlată. De exemplu, HPMC este adesea utilizat pentru a prepara acoperiri cu filme de droguri și are un efect bun cu eliberare controlată.
Mâncare
CMC este adesea utilizat ca îngroșător, emulgator și stabilizator în industria alimentară. Este utilizat pe scară largă în băuturi, produse lactate și produse coapte și poate îmbunătăți gustul și proprietățile hidratante ale alimentelor.
Cosmetice și substanțe chimice zilnice
Eterii celulozei sunt utilizate ca îngroșători și emulgatori și stabilizatori în produse cosmetice și substanțe chimice zilnice, care pot oferi o consistență și o textură bună. De exemplu, HPMC este adesea utilizat în produse precum pasta de dinți și șampon pentru a le oferi o senzație vâscoasă și un efect de suspensie stabil.
Acoperiri
În industria acoperirilor, eterii celulozei sunt utilizate ca îngroșători, formatori de film și agenți de suspendare, care pot spori performanța de construcție a acoperirilor, îmbunătățesc nivelarea și oferă o calitate bună a filmului de vopsea.
5. Dezvoltarea viitoare a eterilor celulozei
Odată cu creșterea cererii de protecție a mediului, eterul de celuloză, ca derivat al resurselor regenerabile naturale, are perspective largi de dezvoltare. Biodegradabilitatea, reînnoirea și versatilitatea sa îl fac de așteptat să fie mai utilizat în domeniul materialelor verzi, materiale degradabile și materiale inteligente în viitor. În plus, eterul de celuloză are, de asemenea, un potențial de cercetare și dezvoltare suplimentar în domenii cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi inginerie biomedicală și materiale avansate.
Ca un produs chimic important, eterul de celuloză are o gamă largă de valoare a aplicației. Cu îngroșarea excelentă, retenția de apă, formarea de film și o bună stabilitate chimică, acesta joacă un rol de neînlocuit în multe domenii precum construcții, medicamente și alimente. În viitor, odată cu avansarea continuă a tehnologiei și promovarea conceptelor de protecție a mediului, perspectivele de aplicare ale eterului de celuloză vor fi mai largi și vor aduce contribuții mai mari la promovarea dezvoltării durabile a diferitelor industrii.
Timpul post: 24-2024 sept