Cellulosaeter (CE) är en klass av derivat som erhålls genom kemisk modifiering av cellulosa. Cellulosa är huvudkomponenten i växtcellväggar, och cellulosaetrar är en serie polymerer som genereras genom företring av vissa hydroxylgrupper (–OH) i cellulosa. De används i stor utsträckning inom många områden som byggnadsmaterial, medicin, livsmedel, kosmetika, etc., och används ofta i olika industrier på grund av deras unika fysikaliska och kemiska egenskaper och mångsidighet.
1. Klassificering av cellulosaetrar
Cellulosaetrar kan delas in i olika typer beroende på vilka typer av substituenter i den kemiska strukturen. Den vanligaste klassificeringen är baserad på skillnaden i substituenter. Vanliga cellulosaetrar är följande:
Metylcellulosa (MC)
Metylcellulosa genereras genom att ersätta hydroxyldelen av cellulosamolekylen med metyl (–CH₃). Den har goda förtjocknings-, filmbildande och bindande egenskaper och används ofta i byggmaterial, beläggningar, läkemedels- och livsmedelsindustrier.
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC)
Hydroxipropylmetylcellulosa är en vanlig cellulosaeter, som används i stor utsträckning inom byggmaterial, medicin, dagliga kemikalier och livsmedel på grund av dess bättre vattenlöslighet och kemiska stabilitet. HPMC är en nonjonisk cellulosaeter med egenskaperna vattenretention, förtjockning och stabilitet.
Karboximetylcellulosa (CMC)
Karboximetylcellulosa är en anjonisk cellulosaeter som genereras genom att introducera karboximetyl (–CH₂COOH) grupper i cellulosamolekyler. CMC har utmärkt vattenlöslighet och används ofta som förtjockningsmedel, stabiliseringsmedel och suspenderingsmedel. Det spelar en viktig roll i mat, medicin och kosmetika.
Etylcellulosa (EC)
Etylcellulosa erhålls genom att ersätta hydroxylgruppen i cellulosa med etyl (–CH₂CH₃). Det har god hydrofobicitet och används ofta som filmbeläggningsmedel och material med kontrollerad frisättning inom läkemedelsindustrin.
2. Fysikaliska och kemiska egenskaper hos cellulosaetrar
De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos cellulosaetrar är nära relaterade till faktorer som typen av cellulosaeter, typen av substituent och graden av substitution. Dess huvudsakliga egenskaper inkluderar följande:
Vattenlöslighet och löslighet
De flesta cellulosaetrar har god vattenlöslighet och kan lösas i kallt eller varmt vatten för att bilda en transparent kolloidal lösning. Till exempel kan HPMC, CMC, etc. snabbt lösas i vatten för att bilda en högviskös lösning, som används flitigt i applikationsscenarier med funktionskrav såsom förtjockning, suspension och filmbildning.
Förtjockande och filmbildande egenskaper
Cellulosaetrar har utmärkta förtjockningsegenskaper och kan effektivt öka viskositeten hos vattenhaltiga lösningar. Till exempel kan tillsats av HPMC till byggmaterial förbättra plasticiteten och bearbetbarheten av murbruk och förbättra anti-sagging egenskaper. Samtidigt har cellulosaetrar goda filmbildande egenskaper och kan bilda en enhetlig skyddande film på ytan av föremål, så de används ofta i beläggningar och läkemedelsbeläggningar.
Vattenretention och stabilitet
Cellulosaetrar har också god vattenretentionsförmåga, speciellt inom området byggnadsmaterial. Cellulosaetrar används ofta för att förbättra cementbrukets vattenretention, minska förekomsten av murbrukskrympsprickor och förlänga brukslivslängden. Inom livsmedelsområdet används CMC också som ett fuktbevarande medel för att fördröja mattorkning.
Kemisk stabilitet
Cellulosaetrar visar god kemisk stabilitet i syra-, alkali- och elektrolytlösningar och kan bibehålla sin struktur och funktion i en mängd komplexa kemiska miljöer. Detta gör att de kan användas i en mängd olika industrier utan störningar från andra kemikalier.
3. Produktionsprocess för cellulosaeter
Produktionen av cellulosaeter framställs huvudsakligen genom företringsreaktion av naturlig cellulosa. De grundläggande processtegen inkluderar alkaliseringsbehandling av cellulosa, företringsreaktion, rening, etc.
Alkaliseringsbehandling
Först alkaliseras naturlig cellulosa (som bomull, trä etc.) för att omvandla hydroxyldelen i cellulosa till högaktiva alkoholsalter.
Företringsreaktion
Cellulosan reagerar efter alkalisering med ett företringsmedel (såsom metylklorid, propylenoxid, etc.) för att generera cellulosaeter. Beroende på reaktionsbetingelserna kan olika typer av cellulosaetrar erhållas.
Rening och torkning
Cellulosaetern som genereras av reaktionen renas, tvättas och torkas för att erhålla ett pulver eller en granulär produkt. Den slutliga produktens renhet och fysikaliska egenskaper kan kontrolleras med efterföljande processteknik.
4. Användningsområden för cellulosaeter
På grund av de unika fysikaliska och kemiska egenskaperna hos cellulosaetrar används de flitigt i många industrier. De huvudsakliga applikationsfälten är följande:
Byggnadsmaterial
Inom området byggnadsmaterial används cellulosaetrar huvudsakligen som förtjockningsmedel och vattenhållande medel för cementbruk och gipsbaserade produkter. Cellulosaetrar som HPMC och MC kan förbättra murbrukets konstruktionsprestanda, minska vattenförlusten och därmed förbättra vidhäftningen och sprickbeständigheten.
Medicin
Inom läkemedelsindustrin används cellulosaetrar i stor utsträckning som beläggningsmedel för läkemedel, lim för tabletter och material med kontrollerad frisättning. Till exempel används HPMC ofta för att framställa läkemedelsfilmbeläggningar och har en god kontrollerad frisättningseffekt.
Mat
CMC används ofta som förtjockningsmedel, emulgeringsmedel och stabilisator inom livsmedelsindustrin. Det används ofta i drycker, mejeriprodukter och bakverk och kan förbättra matens smak och fuktgivande egenskaper.
Kosmetika och dagliga kemikalier
Cellulosaetrar används som förtjockningsmedel och emulgeringsmedel och stabilisatorer i kosmetika och dagliga kemikalier, vilket kan ge bra konsistens och konsistens. Till exempel används HPMC ofta i produkter som tandkräm och schampo för att ge dem en trögflytande känsla och en stabil suspensionseffekt.
Beläggningar
Inom beläggningsindustrin används cellulosaetrar som förtjockningsmedel, filmbildare och suspenderingsmedel, vilket kan förbättra konstruktionsprestandan hos beläggningar, förbättra utjämning och ge god färgfilmkvalitet.
5. Framtida utveckling av cellulosaetrar
Med den ökande efterfrågan på miljöskydd har cellulosaeter, som ett derivat av naturliga förnybara resurser, breda utvecklingsmöjligheter. Dess biologiska nedbrytbarhet, förnybarhet och mångsidighet gör att den förväntas bli mer utbredd inom områdena gröna material, nedbrytbara material och smarta material i framtiden. Dessutom har cellulosaeter också ytterligare forsknings- och utvecklingspotential inom områden med högt förädlingsvärde som biomedicinsk teknik och avancerade material.
Som en viktig kemisk produkt har cellulosaeter ett brett användningsområde. Med sin utmärkta förtjockning, vattenretention, filmbildande och goda kemiska stabilitet spelar den en oersättlig roll inom många områden som konstruktion, medicin och livsmedel. I framtiden, med den kontinuerliga utvecklingen av teknik och främjande av miljöskyddskoncept, kommer användningsmöjligheterna för cellulosaeter att bli bredare och ge större bidrag till att främja en hållbar utveckling av olika industrier.
Posttid: 2024-09-24