Celulózový éter (CE) je trieda derivátov získaných chemicky modifikáciou celulózy. Celulóza je hlavnou zložkou steny rastlinných buniek a celulózové étery sú séria polymérov generovaných éterifikáciou niektorých hydroxylových skupín (-OH) v celulóze. Všeobecne sa používajú v mnohých oblastiach, ako sú stavebné materiály, medicína, jedlo, kozmetika atď., Sa široko používajú v rôznych odvetviach kvôli ich jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam a všestrannosti.
1. KLASIFIKÁCIA CELLULÁZOVÝCH
Celulózové étery možno rozdeliť na rôzne typy podľa typov substituentov v chemickej štruktúre. Najbežnejšia klasifikácia je založená na rozdiele v substituentoch. Bežné celulózové étery sú nasledujúce:
Metylcelulóza (MC)
Metylcelulóza sa generuje nahradením hydroxylovej časti molekuly celulózy metyl (–CH₃). Má dobré zahusťovacie, filmové a väzbové vlastnosti a bežne sa používa v stavebných materiáloch, povlakoch, farmaceutikách a potravinovom priemysle.
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC)
Hydroxypropylmetylcelulóza je bežný celulózový éter, ktorý sa široko používa v stavebných materiáloch, medicíne, denných chemikáliách a potravinových poliach kvôli lepšej rozpustnosti vo vode a chemickej stabilite. HPMC je neiónový éter celulózy s vlastnosťami zadržiavania vody, zahusťovania a stability.
Karboxymetylcelulóza (CMC)
Karboxymetylcelulóza je aniónový celulózový éter generovaný zavedením karboxymetyl (–ch₂cooh) skupín do molekúl celulózy. CMC má vynikajúcu rozpustnosť vo vode a často sa používa ako zahusťovadlo, stabilizátor a suspendovanie. Hrá dôležitú úlohu v potravinách, medicíne a kozmetike.
Etylcelulóza (EC)
Etylcelulóza sa získa nahradením hydroxylovej skupiny v celulóze etyl (–ch₂ch₃). Má dobrú hydrofóbnosť a často sa používa ako činidlo na poťahovanie filmov a materiál s kontrolovaným uvoľňovaním vo farmaceutickom priemysle.
2. Fyzikálne a chemické vlastnosti éterov celulózy
Fyzikálne a chemické vlastnosti éterov celulózy úzko súvisia s faktormi, ako je typ celulózového éteru, typ substituentu a stupeň substitúcie. Medzi jej hlavné vlastnosti patrí:
Rozpustnosť a rozpustnosť vo vode
Väčšina éterov celulózy má dobrú rozpustnosť vody a môže sa rozpustiť v studenej alebo horúcej vode, aby sa vytvoril priehľadný koloidný roztok. Napríklad HPMC, CMC atď. Môže sa rýchlo rozpustiť vo vode, aby sa vytvorilo roztok s vysokou viskozitou, ktoré sa široko používa v aplikačných scenároch s funkčnými požiadavkami, ako je zahusťovanie, zavesenie a tvorba filmu.
Zahustenie a filmy tvoriace vlastnosti
Celulózové étery majú vynikajúce zahusťovacie vlastnosti a môžu účinne zvýšiť viskozitu vodných roztokov. Napríklad pridanie HPMC do stavebných materiálov môže zlepšiť plasticitu a spracovateľnosť malty a zvýšiť anti-sýhľujúce vlastnosti. Zároveň majú celulózové étery dobré vlastnosti tvoriace filmy a môžu tvoriť rovnomerný ochranný film na povrchu objektov, takže sa široko používajú v povlakoch a drogových povlakoch.
Zadržanie vody a stabilita
Celulózové étery majú tiež dobrú kapacitu na udržanie vody, najmä v oblasti stavebných materiálov. Celulózové étery sa často používajú na zlepšenie zadržiavania vody cementovej malty, na zníženie výskytu trhlín pre zmršťovanie malty a predĺženie životnosti malty. V potravinovom poli sa CMC používa aj ako zvlhčovač na oneskorenie sušenia potravín.
Chemická stabilita
Celulózové étery vykazujú dobrú chemickú stabilitu v roztokoch kyselín, alkalických a elektrolytov a môžu si udržiavať svoju štruktúru a funkciu v rôznych chemických prostrediach. To im umožňuje používať v rôznych odvetviach bez rušenia z iných chemikálií.
3. Výrobný proces éteru celulózy
Produkcia éteru celulózy sa pripravuje hlavne éterifikačnou reakciou prírodnej celulózy. Medzi základné kroky procesu patrí alkalizačná liečba celulózy, éterifikačná reakcia, čistenie atď.
Alkalizačná liečba
Po prvé, prírodná celulóza (ako je bavlna, drevo atď.) Sa alkalilizuje na premenu hydroxylovej časti celulózy na vysoko aktívne alkoholové soli.
Éterická reakcia
Celulóza po alkalizácii reaguje s étefikačným činidlom (ako je metylchlorid, propylénoxid atď.) Na generovanie éteru celulózy. V závislosti od reakčných podmienok je možné získať rôzne typy éterov celulózy.
Čistenie a sušenie
Celulózový éter generovaný reakciou sa čistí, premyje a suší, aby sa získal prášok alebo granulárny produkt. Čistota a fyzikálne vlastnosti konečného produktu môžu byť kontrolované následnou technológiou spracovania.
4. Aplikácie polí celulózy éteru
Kvôli jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam éterov celulózy sa široko používajú v mnohých odvetviach. Hlavné polia aplikácií sú nasledujúce:
Stavebné materiály
V oblasti stavebných materiálov sa celulózové étery používajú hlavne ako zahusťovadlá a látky na udržanie vody pre cementovú maltu a výrobky na báze sadry. Celulózové étery, ako sú HPMC a MC, môžu zlepšiť stavebnú výkonnosť malty, znížiť stratu vody, a tak zvýšiť odolnosť pri adhézii a trhlinách.
Liek
Vo farmaceutickom priemysle sa celulózové étery široko používajú ako povlaky pre lieky, lepidlá pre tablety a materiály s kontrolovaným uvoľňovaním. Napríklad, HPMC sa často používa na prípravu povlakov drogového filmu a má dobrý účinok s kontrolovaným uvoľňovaním.
Jedlo
CMC sa často používa ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor v potravinárskom priemysle. Všeobecne sa používa v nápojoch, mliečnych výrobkoch a pečive a môže zlepšiť chuť a hydratačné vlastnosti potravín.
Kozmetika a denné chemikálie
Celulózové étery sa používajú ako zahusťovadlá a emulgátory a stabilizátory v kozmetike a denných chemikáliách, ktoré môžu poskytnúť dobrú konzistenciu a textúru. Napríklad HPMC sa často používa vo výrobkoch, ako je zubná pasta a šampón, aby im poskytli viskózny pocit a stabilný účinok suspenzie.
Povlaky
V priemysle povlakov sa celulózové étery používajú ako zahusťovadlá, forméry filmu a suspendujúce látky, ktoré môžu zlepšiť konštrukčný výkon povlakov, zlepšiť vyrovnávanie a zabezpečiť dobrú kvalitu filmu farby.
5. Budúci vývoj éterov celulózy
S rastúcim dopytom po ochrane životného prostredia má celulóza éteru ako derivát prírodných obnoviteľných zdrojov široké vyhliadky na rozvoj. Jeho biologicky odbúrateľnosť, obnoviteľnosť a všestrannosť sa v budúcnosti očakáva, že sa bude viac používať v oblastiach zelených materiálov, degradovateľných materiálov a inteligentných materiálov. Okrem toho má celulózový éter ďalší výskum a vývojový potenciál v oblastiach s vysokou pridanou hodnotou, ako je biomedicínske inžinierstvo a pokročilé materiály.
Ako dôležitý chemický produkt má celulóza éter širokú škálu hodnoty aplikácie. Vďaka vynikajúcemu zhrubnutiu, zadržiavaniu vody, tvorbe filmu a dobrej chemickej stabilite hrá nenahraditeľnú úlohu v mnohých oblastiach, ako je výstavba, medicína a jedlo. V budúcnosti, s neustálym rozvojom technológie a podporou konceptov ochrany životného prostredia, budú vyhliadky na aplikáciu celulózového éteru širšie a väčšie prispievajú k podpore trvalo udržateľného rozvoja rôznych odvetví.
Čas príspevku: sep-24-2024