Celulozni eter (CE) je razred derivatov, pridobljenih s kemično spreminjajočim se celulozi. Celuloza je glavna sestavina rastlinskih celičnih sten, celulozni etri pa so niz polimerov, ki nastanejo z eterifikacijo nekaterih hidroksilnih skupin (-OH) v celulozi. Veliko se uporabljajo na številnih področjih, kot so gradbeni materiali, medicina, hrana, kozmetika itd., In se zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti in vsestranskosti pogosto uporabljajo v različnih panogah.
1. Klasifikacija celuloznih etrov
Celulozni etri lahko razdelimo na različne vrste glede na vrste substituentov v kemijski strukturi. Najpogostejša klasifikacija temelji na razliki v substituentih. Skupni etri celuloze so naslednji:
Metilna celuloza (MC)
Metilna celuloza nastane z zamenjavo hidroksilnega dela celulozne molekule z metil (–Ch₃). Ima dobro zgoščevanje, oblikovanje filmov in vezave in se običajno uporablja v gradbenih materialih, premazih, farmacevtskih izdelkih in prehrambeni industriji.
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC)
Hidroksipropil metilceluloza je pogost eter celuloze, ki se zaradi svoje boljše topnosti vode in kemične stabilnosti pogosto uporablja v gradbenih materialih, zdravilih, dnevnih kemikalijah in prehranskih poljih. HPMC je neionski celulozni eter z lastnostmi zadrževanja vode, zgoščevanja in stabilnosti.
Karboksimetil celuloza (CMC)
Karboksimetil celuloza je anionski celulozni eter, ki nastane z vnos skupin karboksimetil (–Ch₂cooh) v molekule celuloze. CMC ima odlično topnost vode in se pogosto uporablja kot zgoščevalec, stabilizator in suspendirano sredstvo. Ima pomembno vlogo pri hrani, medicini in kozmetiki.
Etilna celuloza (EC)
Etilna celuloza dobimo z nadomeščanjem hidroksilne skupine v celulozi z etilom (–Ch₂ch₃). Ima dobro hidrofobnost in se pogosto uporablja kot filmsko prevleko in nadzorovani material v farmacevtski industriji.
2. fizikalne in kemijske lastnosti celuloznih etrov
Fizikalne in kemijske lastnosti celuloznih etrov so tesno povezane z dejavniki, kot so vrsta celuloznega etra, vrsta substituenta in stopnja substitucije. Njegove glavne lastnosti vključujejo naslednje:
Topnost vode in topnost
Večina celuloznih etrov ima dobro topnost vode in jih je mogoče raztopiti v hladni ali vroči vodi, da tvori prozorno koloidno raztopino. Na primer, HPMC, CMC itd. Se lahko hitro raztopi v vodi, da tvori raztopino z visoko viskoznostjo, ki se pogosto uporablja v scenarijih uporabe s funkcionalnimi zahtevami, kot so zgostitev, suspenzija in tvorba filmov.
Zgodovinske in filmske lastnosti
Celulozni etri imajo odlične zgoščene lastnosti in lahko učinkovito povečajo viskoznost vodnih raztopin. Na primer, dodajanje HPMC v gradbene materiale lahko izboljša plastičnost in obdelovanje malte ter poveča lastnosti proti sananju. Hkrati imajo celulozni etri dobre lastnosti, ki tvorijo film in lahko na površini predmetov tvorijo enoten zaščitni film, zato se pogosto uporabljajo v prevlekah in drogah.
Zadrževanje in stabilnost vode
Celulozni etri imajo tudi dobro zmogljivost zadrževanja vode, zlasti na področju gradbenih materialov. Celulozni etri se pogosto uporabljajo za izboljšanje zadrževanja vode cementne malte, zmanjšajo pojav razpok krčenja malte in podaljšajo življenjsko dobo malte. Na prehranskem polju se CMC uporablja tudi kot vlaženje za odložitev sušenja hrane.
Kemična stabilnost
Celulozni etri kažejo dobro kemično stabilnost v kislih, alkalijskih in elektrolitnih raztopinah in lahko ohranijo svojo strukturo in delovanje v različnih zapletenih kemičnih okoljih. To jim omogoča, da se uporabljajo v različnih panogah brez vmešavanja drugih kemikalij.
3. Proces proizvodnje celuloznega etra
Proizvodnja celuloznega etra se pripravlja predvsem z reakcijo eterifikacije naravne celuloze. Osnovni procesni koraki vključujejo alkalizacijsko zdravljenje celuloze, reakcijo eterifikacije, čiščenje itd.
Zdravljenje z alkalizacijo
Prvič, naravna celuloza (kot so bombaž, les itd.) Je alkalizirana za pretvorbo hidroksilnega dela v celulozi v zelo aktivne alkoholne soli.
Reakcija eterifikacije
Celuloza po alkalizaciji reagira z eterifikacijskim sredstvom (kot so metil klorid, propilen oksid itd.), Da ustvari eter celuloze. Odvisno od reakcijskih pogojev je mogoče dobiti različne vrste celuloznih etrov.
Čiščenje in sušenje
Celulozni eter, ki nastane z reakcijo, prečistimo, opramo in posušimo, da dobimo prašek ali zrnat produkt. Čistost in fizikalne lastnosti končnega izdelka lahko nadzirate s kasnejšo tehnologijo obdelave.
4. Uporaba polja celuloznega etra
Zaradi edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti celuloznih etrov se pogosto uporabljajo v številnih panogah. Glavna aplikacijska polja so naslednja:
Gradbeni materiali
Na področju gradbenih materialov se celulozni etri uporabljajo predvsem kot zgoščevalci in zadrževalna sredstva za vodo za cementno malto in izdelke, ki temeljijo na mavcih. Celulozni etri, kot sta HPMC in MC, lahko izboljšajo gradnjo malte, zmanjšajo izgubo vode in s tem povečajo adhezijo in odpornost na razpoke.
Zdravilo
V farmacevtski industriji se celulozni etri pogosto uporabljajo kot nanašanje za zdravila, lepila za tablete in materiale z nadzorovanim sproščanjem. Na primer, HPMC se pogosto uporablja za pripravo prevlek z drogami in ima dober učinek nadzorovanega sproščanja.
Hrana
CMC se v živilski industriji pogosto uporablja kot zgoščevalec, emulgator in stabilizator. Široko se uporablja v pijačah, mlečnih izdelkih in pekovskih izdelkih ter lahko izboljša okus in vlažilne lastnosti hrane.
Kozmetika in dnevne kemikalije
Celulozni etri se uporabljajo kot zgoščevalci in emulgatorji in stabilizatorji v kozmetiki in dnevnih kemikalijah, kar lahko zagotavlja dobro konsistenco in teksturo. Na primer, HPMC se pogosto uporablja v izdelkih, kot sta zobna pasta in šampon, da jim daje viskozen občutek in stabilen učinek suspenzije.
Premazi
V industriji premazov se celulozni etri uporabljajo kot zgoščevalci, oblikovalci filmov in suspendiranja, ki lahko izboljšajo gradbeno zmogljivost premazov, izboljšajo izravnavo in zagotavljajo dobro kakovost filma.
5. prihodnji razvoj celuloznih etrov
Z naraščajočim povpraševanjem po varstvu okolja ima celulozni eter kot izpeljanko naravnih obnovljivih virov široke razvojne možnosti. Njegova biološka razgradljivost, obnovljivost in vsestranskost pričakuje, da se bodo v prihodnosti širše uporabljali na področjih zelenih materialov, razgradljivih materialov in pametnih materialov. Poleg tega ima celulozni Eter tudi nadaljnji raziskovalni in razvojni potencial na področjih z visoko dodano vrednostjo, kot so biomedicinski inženiring in napredni materiali.
Kot pomemben kemični produkt ima celulozni eter široko paleto uporabe. Z odličnim zgoščevanjem, zadrževanjem vode, oblikovanjem filma in dobro kemično stabilnostjo igra nenadomestljivo vlogo na številnih področjih, kot so gradnja, medicina in hrana. V prihodnosti bodo z nenehnim napredkom tehnologije in spodbujanjem konceptov varstva okolja bodo možnosti uporabe celuloznega etra širše in večje prispevajo k spodbujanju trajnostnega razvoja različnih panog.
Čas objave: september-2010-2024